(57)【要約】【課題】  感光体ドラムの表面摩擦係数の低下による負荷変動を、駆動負荷を大きく増大することなく、低コストで低減できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  複数の感光体ドラム21を回転させて画像を形成する画像形成装置において、複数の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃ，21Ｋの全てが同一の周期で回動しないように、少なくとも一つの感光体ドラム21Ｋの表面移動速度と周長（一周期の長さ）のいずれか一方もしくは両方が、他の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃに対して所定量以上の差分をもって設定されることを特徴とする。【選択図】    図１
2005157170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の像担持体と、
前記複数の像担持体を回転駆動する駆動源と、
前記駆動源から前記複数の像担持体に駆動を伝達する一連の駆動伝達手段とを有し、
前記複数の像担持体が前記駆動源から前記駆動伝達手段によって回動される画像形成装置において、
前記複数の像担持体の全てが同一の周期で回動しないように、少なくとも一つの像担持体の表面移動速度と周長（一周期の長さ）のいずれか一方もしくは両方が、他の像担持体に対して所定量以上の差分をもって設定されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記表面移動速度と周長のいずれか一方もしくは両方が他の像担持体と異なる像担持体の表面移動速度をＶ1（mm/s），周長をＬ1（mm），この像担持体表面に圧接された接触部材の接触部分の像担持体表面移動方向の幅をＷ1（mm）とし、他の像担持体の表面移動速度をＶ2（mm/s），周長をＬ2（mm），この像担持体表面に圧接された接触部材の接触していた部分の像担持体表面移動方向の幅をＷ2（mm）としたとき、
（Ｗ1／Ｖ1＋Ｗ2／Ｖ2）／２＜｜Ｌ1／Ｖ1−Ｌ2／Ｖ2｜
の関係を満たすように、前記Ｖ1，Ｌ1，Ｖ2，Ｌ2を設定したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記異なる表面移動速度Ｖ1とＶ2、もしくは周長Ｌ1とＬ2の最小公倍数をＸ、所定の回復指標数をαとしたとき、
Ｘ／Ｐ1＞α，Ｘ／Ｐ2＞α
となる整数の組（Ｐ1，Ｐ2）の集合において、
前記表面移動速度と周長のいずれか一方もしくは両方が他の像担持体と異なる像担持体の１周期Ｌ1／Ｖ1（sec）と、他の像担持体の１周期Ｌ2／Ｖ2（sec）の比が上記集合の中から選択され、
Ｌ1／Ｖ1：Ｌ2／Ｖ2＝Ｐ1：Ｐ2
となるように、前記Ｖ1，Ｌ1，Ｖ2，Ｌ2を設定したことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記表面移動速度と周長のいずれか一方もしくは両方が異なる像担持体がｎ種（ｎ≧３）である場合に、ｎ種の像担持体のうち、いずれか２つの組み合わせの周長がＬi（mm），Ｌj（mm）、表面移動速度がＶi（mm/s），Ｖj（mm/s）、この像担持体表面に圧接された接触部材の接触部分の幅がＷi（mm），Ｗj（mm）（1≦ｉ≦ｎ，1≦ｉ≦ｎ，ｉ≠ｊ）で示されるとき、少なくとも１つの組の組み合わせが、
（Ｗi／Ｖj＋Ｗi／Ｖj）／２＜｜Ｌi／Ｖi−Ｌj／Ｖj｜
の関係を満たすように、前記Ｖi，Ｌi，Ｖj，Ｌjを設定したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項５】
最小公倍数がＸとなるｎ個（ｎ≧３）の整数の組（Ｐ1，Ｐ2，…Ｐn）の中で最大の数をＰmaxとしたとき、所定の回復指標数αに対して、
Ｘ／Ｐmax＞α
となる整数の組の集合において、
前記表面移動速度と周長のいずれか一方もしくは両方が異なる像担持体がｎ種（ｎ≧３）である場合に、前記ｎ種の像担持体の各周期Ｌi／Ｖi（sec）（1≦ｉ≦ｎ）の比で表される整数の組（Ｌ1／Ｖ1，Ｌ2／Ｖ2，…Ｌn／Ｖn）が、上記整数の組（Ｐ1，Ｐ2，…Ｐn）に対応するように、Ｖi，Ｌiを設定したことを特徴とした請求項４の画像形成装置。
【請求項６】
前記所定の回復指標数αは、10以上であることを特徴とした請求項３又は請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体に接触部材が接触していることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
少なくとも像担持体と、前記像担持体に駆動を伝達する駆動伝達手段の一部とを有し、請求項1乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置から脱着可能に構成されたことを特徴とするプロセスユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等によって画像形成を行う複写機、プリンタ等の画像形成装置に係り、特にタンデム型の多色画像形成装置おいて、駆動源から複数の像担持体に駆動力を伝達して画像を形成する画像形成装置及びプロセスユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高速化に適した方式の多色画像形成方式として、複数の像担持体である感光体ドラムを並べて配置したタンデム型の画像形成装置がある。
【０００３】
タンデム型の画像形成装置は、図７に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を形成する４個の像担持体である感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを一列に配置し、それぞれの感光体ドラムを回転させて各色トナー像を形成するとともに回転する中間転写ベルト５に順次転写してカラー画像を形成し、このカラー画像を二次転写ローラ11が配置された二次転写部において別途搬送された転写材10に二次転写するものである。
【０００４】
このようなタンデム型の画像形成装置における感光体ドラムの駆動方式としては、特開2003−29492号公報で開示されているように、各感光体ドラムを、各１個の駆動源たるモータ17Ｙ，17Ｍ，17Ｃ，17Ｋで駆動する「個別モータ方式」（図８(a)参照）や、１個のモータ18で全ての感光体ドラム２を駆動する「１モータ方式」（図８(b)参照）、もしくは、例えば彩色トナーを有する感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃを１つのモータ19で駆動し、黒色トナーを有する感光体ドラム２Ｋを別のモータ20で駆動させる「複数モータ方式」（図８(c)参照）などがある。
【０００５】
「１モータ方式」では、全ての感光体ドラム２を駆動させるカラーモードと、黒色の感光体ドラム２Ｋのみ駆動させる黒モードとを、電子式クラッチや機械式ワンウェイクラッチ、その他、特開平７−181773号公報で開示されているような駆動伝達機構を採用して切換えできるものもある。
【０００６】
「１モータ方式」は、比較的高価な駆動源たるモータの数が他の方式に比べ少ないことや、モータが複数ある場合の制御系（各モータの回転速度検知機構やその制御機構）も１つで済むことから、一般的にはコスト面で有利とされている。一方、色ずれやバンディング等の画像劣化要因に対して制御し難いといったデメリットがある。
【０００７】
上記の理由から、一般に、高精細画像を望まれるカラー画像装置では、「個別モータ方式」が採用されるケースが多く、高精細画像を望まれない比較的安価な小型カラー画像装置では、安価なほど「複数モータ方式」，「１モータ方式」の採用比率が増加する傾向がある。
【０００８】
また、コストメリットを向上させるため、当然ながら、使用部品を共通化する傾向があり、上記説明した感光体ドラムや帯電装置，現像装置などのプロセス部材は、トナーの色を除いて共通のものが使われることが多い。特に安価な小型カラー画像装置では、この傾向が強い。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−２９４９２号公報
【特許文献２】特開平７−１８１７７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記画像形成装置に用いられる有機感光体の特性として、表面に何某かの物質を所定圧力で押し付けられると、変形しないまでも、押し付けられた部分の表面物性が変化する場合がある。例えば、ゴム製のクリーニングブレードや接触帯電ローラなどが感光体表面に押し付けられると、表面の滑り性（摩擦係数μ）が変化して、押し付けられた部分のみ滑り易くなることが知られている。この摩擦係数μの低下は、押し付けていたものを外して圧力を開放することで徐々に回復していくが、しばらくのあいだは影響が残っている。この摩擦係数μの低下は圧力が高いほど、また、圧力を受けていた時間が長いほど、回復が遅れることがわかっている。また、この摩擦係数μの低下部分が摺擦される、もしくは帯電されるなどすると、回復が進むことも発明者等によって確認されている。
【００１１】
一定時間放置された画像形成装置を稼動させると、上記のごとく摩擦係数μの低下した部分がクリーニングブレードの接触していた位置（以下、「停止位置」という）に生じる。クリーニングブレードは同時に感光体ドラムの駆動負荷となるため、クリーニングブレードの接触部が前記の停止位置に重なるとき（すなわち１周して元の位置に戻ったとき）、駆動負荷が軽くなる。この負荷変動が感光体ドラムの回転速度変動を起こし（実質的に感光体ドラムが滑って回転速度がその部分だけ速くなり）、露光時や転写時の潜像やトナー像が歪んでスジ状の画像欠陥が生じる。停止位置の摩擦係数μが回復するまで、前記スジ状の画像欠陥が感光体ドラム１回転周期で生じることとなる。
【００１２】
ここで、上述したような、「１モータ方式」，「複数モータ方式」の画像形成装置で、駆動系を同一にする感光体ドラムが共通の部品である場合（共通の外径を持ち、共通の回転速度で駆動される場合）では、駆動系を同一にする全ての感光体ドラムの摩擦係数μが低下した部分が同一の周期で現れるため、同じタイミングで駆動負荷変動を起こす。したがって、駆動系全体の負荷変動の大きさは同一駆動系に属する感光体ドラムの数に応じて増幅されることになり、感光体ドラムが個別に駆動される場合より顕著なスジ状の画像欠陥が発生することがあった。
【００１３】
上記のような負荷変動を回転速度変動に転換させないようにするためには、駆動系ギアのバックラッシュなどを低減することが必要であるが、部品の精度向上などでは、効果/コストが小さく実用的ではない。
【００１４】
相対的な負荷変動比を低減するために、クリーニングブレードなど以外の駆動負荷を加える方法も考えられるが、スジ状の画像欠陥が発生しないために十分な駆動負荷に耐える大きな駆動モータが必要となる。画像形成装置全体の駆動負荷が大きく増大することからコストや消費電力の観点から見ても好ましくない。
【００１５】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、像担持体の表面摩擦係数の低下による負荷変動を、駆動負荷を大きく増大することなく、低コストで低減できる画像形成装置及びプロセスユニットを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するための本発明における第１の手段は、複数の像担持体と、前記複数の像担持体を回転駆動する駆動源と、前記駆動源から前記複数の像担持体に駆動を伝達する一連の駆動伝達手段とを有し、前記複数の像担持体が前記駆動源から前記駆動伝達手段によって回動される画像形成装置において、前記複数の像担持体の全てが同一の周期で回動しないように、少なくとも一つの像担持体の表面移動速度と周長（一周期の長さ）のいずれか一方もしくは両方が、他の像担持体に対して所定量以上の差分をもって設定されることを特徴とする。
【００１７】
第２の手段は、前記第１の手段において、前記表面移動速度と周長のいずれか一方もしくは両方が他の像担持体と異なる像担持体の表面移動速度をＶ1（mm/s），周長をＬ1（mm），この像担持体表面に圧接された接触部材の接触部分の像担持体表面移動方向の幅をＷ1（mm）とし、他の像担持体の表面移動速度をＶ2（mm/s），周長をＬ2（mm），この像担持体表面に圧接された接触部材の接触していた部分の像担持体表面移動方向の幅をＷ2（mm）としたとき、（Ｗ1／Ｖ1＋Ｗ2／Ｖ2）／２＜｜Ｌ1／Ｖ1−Ｌ2／Ｖ2｜の関係を満たすように、前記Ｖ1，Ｌ1，Ｖ2，Ｌ2を設定したことを特徴とする。
【００１８】
第３の手段は、前記第２の手段において、前記異なる表面移動速度Ｖ1とＶ2、もしくは周長Ｌ1とＬ2の最小公倍数をＸ、所定の回復指標数をαとしたとき、Ｘ／Ｐ1＞α，Ｘ／Ｐ2＞αとなる整数の組（Ｐ1，Ｐ2）の集合において、前記表面移動速度と周長のいずれか一方もしくは両方が他の像担持体と異なる像担持体の１周期Ｌ1／Ｖ1（sec）と、他の像担持体の１周期Ｌ2／Ｖ2（sec）の比が上記集合の中から選択され、Ｌ1／Ｖ1：Ｌ2／Ｖ2＝Ｐ1：Ｐ2となるように、前記Ｖ1，Ｌ1，Ｖ2，Ｌ2を設定したことを特徴とする。
【００１９】
第４の手段は、前記第１の手段において、前記表面移動速度と周長のいずれか一方もしくは両方が異なる像担持体がｎ種（ｎ≧３）である場合に、ｎ種の像担持体のうち、いずれか２つの組み合わせの周長がＬi（mm），Ｌj（mm）、表面移動速度がＶi（mm/s），Ｖj（mm/s）、この像担持体表面に圧接された接触部材の接触部分の幅がＷi（mm），Ｗj（mm）（1≦ｉ≦ｎ，1≦ｉ≦ｎ，ｉ≠ｊ）で示されるとき、少なくとも１つの組の組み合わせが、（Ｗi／Ｖj＋Ｗi／Ｖj）／２＜｜Ｌi／Ｖi−Ｌj／Ｖj｜の関係を満たすように、前記Ｖi，Ｌi，Ｖj，Ｌjを設定したことを特徴とする。
【００２０】
第５の手段は、前記第４の手段において、最小公倍数がＸとなるｎ個（ｎ≧３）の整数の組（Ｐ1，Ｐ2，…Ｐn）の中で最大の数をＰmaxとしたとき、所定の回復指標数αに対して、Ｘ／Ｐmax＞αとなる整数の組の集合において、前記表面移動速度と周長のいずれか一方もしくは両方が異なる像担持体がｎ種（ｎ≧３）である場合に、前記ｎ種の像担持体の各周期Ｌi／Ｖi（sec）（1≦ｉ≦ｎ）の比で表される整数の組（Ｌ1／Ｖ1，Ｌ2／Ｖ2，…Ｌn／Ｖn）が、上記整数の組（Ｐ1，Ｐ2，…Ｐn）に対応するように、Ｖi，Ｌiを設定したことを特徴とする。
【００２１】
第６の手段は、前記第３又は第５の手段において、前記所定の回復指標数αは、10以上であることを特徴とする。
【００２２】
第７の手段は、前記第１乃至第６のいずれかの手段において、前記像担持体に接触部材が接触していることを特徴とする。
第８の手段は、少なくとも像担持体と、前記像担持体に駆動を伝達する駆動伝達手段の一部とを有するプロセスユニットが、前記第１乃至第７のいずれかの手段における画像形成装置から脱着可能に構成されることを特徴とする。  
【発明の効果】
【００２３】
本発明にあっては、同一の周期で駆動される複数の像担持体を有する画像形成装置において、長期放置による像担持体の部分的な表面摩擦係数μの低下による負荷変動を、画像形成装置全体の駆動負荷を大きく増大することなく、低コストで低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置及びプロセスユニットについて図面を参照して説明する。
【００２５】
〔第１実施形態〕
（画像形成装置の全体構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図で、基本的には従来のタンデム式の画像形成装置と同じである。像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成する第１〜第４の各画像形成ユニット16Ｙ，16Ｍ，16Ｃ，16Ｋを有する。各色用の画像形成部は、形成する画像の色が異なる他は、同一の構成を有するので、図１において、同一機能を有する部材には同一符号を付け、特に現像剤の色の区別を行う場合はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）の符号を付している。
【００２６】
図１に示すように、感光体ドラム21Ｙは不図示の駆動手段により図中矢印方向に駆動され、一次帯電器（帯電ローラ）３Ｙにより一様に帯電される。次いで、露光装置（レーザースキャナ）15Ｙよりイエローの画像パターンにしたがったレーザー光が感光体ドラム21Ｙに照射され、感光体ドラム21Ｙ上に潜像が形成される。感光体ドラム21Ｙ上に形成された潜像は、イエロートナーの入った現像装置４Ｙにより現像される。現像により可視化されたトナー像は、感光体ドラム21Ｙと略同速で矢印方向に回転している中間転写ベルト５上に、中間転写ベルト５の内側に配置された一次転写ローラ６Ｙに印加される一次転写バイアスによって転写される。感光体ドラム21Ｙ上に残った転写残トナーは、クリーニングブレード７Ｙによって除かれる。
【００２７】
イエローに引き続いて上記の帯電，露光，現像，一次転写の工程を、所定のタイミングをとってマゼンタ，シアン，ブラックの各色で行い、各色のトナー像を中間転写ベルト５上に順次重ねて複数色のトナーからなるトナー像を形成する。
【００２８】
中間転写ベルト５上に形成された多色トナー像は、搬送手段を構成するピックアップローラ９によって所定のタイミングで送られてくる転写材10上に、二次転写ローラ11に印加される二次転写バイアスによって転写される。中間転写ベルト５上に残った転写転写残トナーは、ブラシによる転写ベルトクリーニング手段12によって除かれる。
【００２９】
多色トナー像が転写された転写材は、搬送ベルト13によって定着装置14に送られる。多色トナー像は、定着装置14により熱および圧を加えられて転写材10に溶融固着され、最終的なカラー画像となる。
【００３０】
なお、本例では、感光体ドラム21，帯電ローラ３，クリーニングブレード７を有するクリーニング手段８を潜像プロセスユニットとして装置本体１より容易に着脱できるように構成した。また、現像装置４も現像プロセスユニットとして装置本体１より容易に着脱できるように構成した。上記各プロセスユニットは、トナーが消費し尽くされた場合や感光体ドラム21が消耗した際に、消耗品としてプロセスユニットごと容易に交換できるようにすることで、画像形成装置のメンテナンスにおけるユーザの利便性の向上を図ったものである。
【００３１】
（感光体ドラムの駆動構成）
次に本実施形態の画像形成装置における感光体ドラムの駆動構成及び動作を図２及び図３を参照して説明する。なお、図２は本実施形態の画像形成装置における感光体ドラムの駆動伝達手段の概略図であり、図３は感光体ドラムの動作説明図である。
【００３２】
本実施形態ではブラックの感光体ドラム21Ｋを除く他の色（イエロー，マゼンタ，シアン）の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃは従来例と同様に共通の同一外径を持つが、ブラックの感光体ドラム21Ｋは従来例と異なり、他の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃに対して外径の大きなものを用いている。本実施形態では、ブラックの感光体ドラム21Ｋの外径寸法をφ32.81（mm）、他の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの外径寸法をφ30.0（mm）とした。従って、感光体ドラム21Ｋの周長Ｌ1は177.00（mm），感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの周長Ｌ2は94.25（mm）となり、周期の比率（本実施形態では外径寸法の比率に等しい）は36：29となる。
【００３３】
上記感光体ドラム21をを駆動する構成として、本実施形態では図２に示すように、全ての感光体ドラムを駆動源たる駆動モータ22で動かす「１モータ方式」を採用している。23ａ〜23ｉは駆動伝達手段を構成する駆動ギア列である。駆動モータ22は駆動ギア23ａと同軸となるよう直結され、感光体ドラム21Ｋ，21Ｃ，21Ｍ，21Ｙは、各々ドラム駆動ギア23ｃ，23ｅ，23ｇ，23ｉと同軸となるよう直結されている。前記各ドラム駆動ギア23ｃ，23ｅ，23ｇ，23ｉと駆動ギア23ａとは、アイドラギア23ｂ，23ｄ，23ｆ，23ｈで連結され、駆動モータ22の駆動力が順次伝達されるように構成されている。
【００３４】
本実施形態のようなタンデム型の構成では、同一の転写ベルト５上に感光体ドラム21上のトナー像を転写するため、転写ベルト５の進行速度（以下、「印刷スピード」という）と全ての感光体ドラム21について外周の速度（以下、「周速」という）がおおよそ同じになるように設定される。転写時の効率を上げるために、印刷スピードに対して感光体ドラム21の周速に意図的に若干の速度差をつける場合もある。本実施形態では、印刷スピード90（mm/s）に対してブラックの感光体ドラム21Ｋの周速Ｖ1も、他の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの周速Ｖ2も＋0.5％の速度差で回転するように、上記の駆動ギア列23ａ〜23ｉの各ギアの大きさ，歯数を調整することで、Ｖ1＝Ｖ2＝90.45（mm/s）に設定した。
【００３５】
次に上記駆動構成における感光体ドラムの動作を図３を参照して説明する。図３(a)は、画像形成動作停止時（待機時）におけるそれぞれの感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃ，21Ｋと、これに接触する接触部材であるクリーニングブレード７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋの位置の略図である。本実施形態のクリーニングブレード７は、感光体ドラム21に70〜80（g/cm）の線圧（単位長手方向長さ当りの押し当て圧力）で押し当てられている。また、本実施形態の感光体ドラム21の円周方向（移動方向）でのクリーニングブレード７の停止時接触域Ａ（各色の感光体ドラム21に対してＡＹ，ＡＭ，ＡＣ，ＡＫ）の幅Ｗは、感光体ドラム21Ｋ及び21Ｙ，21Ｍ，21Ｃによらず500μmである。
【００３６】
図３(b)は、画像形成動作開始直後における感光体ドラム21とクリーニングブレード７の位置の略図である。クリーニングブレード７は、感光体ドラム21に対して駆動力の負荷抵抗となっている。ブラック感光体ドラム21Ｋの回転角速度は、他の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃに対して外径寸法が大きいために遅く、回転するにしたがって位相差が広がっていく。
【００３７】
図３(c)は、感光体ドラム21Ｋを除く21Ｙ，21Ｍ，21Ｃが１周した時点での位置の略図である。感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの停止時接触域ＡＹ，ＡＭ，ＡＣは再びクリーニングブレード７Ｙ，７Ｍ，７Ｃと接触するが、ブラック感光体ドラム21Ｋ上の停止時接触域ＡＫはまだクリーニングブレード７Ｋに達していない。
【００３８】
停止時接触域Ａの摩擦係数μは他の部分より低いため、この部分にクリーニングブレード７が達すると駆動伝達手段に加わる負荷は急激に軽減して感光体ドラム21の回転速度が変動（増加）する。
【００３９】
本実施形態では、図３(c)に至った時点で、感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの回転速度が増加しようとするが、駆動ギア列23に繋がる感光体ドラム21Ｋとクリーニングブレード７Ｋ間の駆動負荷が駆動ギア列23全体の制動機構として機能し、上記感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの回転速度の変動が抑制される。このときの回転速度の変動は後に示すように、４つのドラムが同時に変動する場合に比べて半減する。
【００４０】
図３(d)は、ブラック感光体ドラム21Ｋが１周した時点での位置の略図である。感光体ドラム21Ｋの停止時接触域ＡＫが再びクリーニングブレード７Ｋと接触し、上述したように感光体ドラム21Ｋの回転速度が変動しようとする。この場合には図３(c)の時とは逆に、駆動ギア列23に繋がる感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの各々がそのクリーニングブレード７Ｙ，７Ｍ，７Ｃとの駆動負荷のため制動機構として機能し、感光体ドラム21Ｋの回転速度の変動が抑制される。
【００４１】
（実験結果）
図４は、本実施形態で用いられた外径寸法φ30.0（mm）の感光体ドラムを４つ用いて、各感光体ドラムクリーニングブレードのみを配設し、本実施形態と同様に１つの駆動モータから１つの駆動伝達系を成す駆動ギア列を繋げた実験装置により、感光体ドラムの表面速度変動を測定した結果である。なお、図中の縦軸は表面速度の平均値に対する相対比率で示し、横軸は回転数に換算している。
【００４２】
クリーニングブレードの設定線圧は70〜80（g/cm）、各感光体ドラムの周速は90.45（mm/s）とし、８時間の放置後に実験装置を起動して最初の（１周目の）表面速度変動を測定した。また、放置後に任意の数だけ新品の各感光体ドラムに交換し、放置履歴のない（摩擦係数μの低下した停止時接触域Ａのない）新品の感光体ドラムを本実施形態で説明した制動機構として用いた場合の）表面速度変動を測定した。
【００４３】
図４中、(1)は４本の感光体ドラムを全て放置し、制動機構として機能するものがない場合の表面速度変動を示している。(2)は放置した感光体ドラムを３本用い、制動機構として機能するものを１本設けた場合を、(3)は放置した感光体ドラムを２本用い、制動機構として機能するものを２本設けた場合を、(4)は放置した感光体ドラムを１本だけ用い、制動機構として機能するものを３本設けた場合を、それぞれ示している。
【００４４】
図４に示すとおり、(1)と(2)を比較すれば、制動機構として機能する感光体ドラムを１本設けただけで表面速度（回転速度）の変動は半減する。制動機構として機能する感光体ドラムを増やすことでさらに変動抑制効果を上げることができることがわかる。
【００４５】
（感光体ドラムのサイズ設定方法）
次に、本実施形態における像担持体たる感光体ドラム21の大きさの設定方法を詳述する。摩擦係数μの低下した接触部分は、加えられた圧力や圧力を受けていた時間の長さに応じて回復の度合いが異なる。しかしながら、通常の画像形成過程におけるクリーニングブレード７，接触帯電ローラ３，転写ベルト５などの摺擦や、帯電工程での帯電ローラ３による放電の影響である程度回復が促進される。よって、前記の摺擦と放電を行っている環境下（画像形成工程下）で、摩擦係数μの低下が画像に現れなくなるまでの感光体ドラム21の回転数が回復度合いの指標になる。
【００４６】
本実施形態で用いた外径寸法φ30.0（mm）の感光体ドラムを単独駆動させて画像形成を行ったところ、一昼夜程度の放置では、前記画像形成工程下で感光体ドラム21が10〜15回転する間に、画像への影響がほぼ許容できるレベルまで回復する。10日間の放置では、画像への影響がほぼ許容できるレベルまで回復するまで20〜25回転を要した。更なる長期放置で回復に要する回転数は増加するが増加率は鈍化し、おおよそ30回転以上回転させれば、実用上大きな問題にはならない。通常の使用状況では一週間程度の使用休止が頻繁に起こると想定して、回復に要する感光体ドラム回転数を回復指標数αとしてα＝25を採り、これを基準に大きさが異なる感光体ドラムの比率を決める。
【００４７】
異なる外周長さを持ち、同一の周速で回転する２つの回転体の位相を考察すると、各々の外周長さの最小公倍数Ｘに相当する長さで位相が一致する（シンクロする）ことになる。例えば、外周の長さの比が27：24（約分すると９：８）の２つの回転体があった場合、その最小公倍数72で位相が一致する。上記では、外周長さの大きな回転体が８回転，外周長さの小さな回転体が９回転で初期の位相に戻ることを意味する。つまり、上記２つの回転体で停止時接触域Ａが存在した場合、外周長さの大きな回転体が８回転したところで両方の回転体が同時に滑り、本件で問題としている大きな負荷変動（以下、この変動を「シンクロ変動」と呼ぶ）が発生する可能性があることを示している。
【００４８】
前記のシンクロ変動の発生条件となる回転数が、上記の回復指標数α以下であると、停止時接触域Ａの摩擦係数μが十分回復していない状況で位相が一致することになり、実際に画像不良となるシンクロ変動が発生する。一方、シンクロ変動の発生回転数が回復指標数α以上である場合は、摩擦係数μがある程度回復しているためシンクロ変動がほぼ画像に影響しないレベルに抑えられる。
【００４９】
上記を一般化すると、周長がＬ1，Ｌ2、その周速Ｖ1，Ｖ2で示される感光体ドラムの周期Ｌ1／Ｖ1，Ｌ2／Ｖ2の比（本実施形態ではＶ1＝Ｖ2なので、Ｌ1，Ｌ2の比に等しい）をＰ1，Ｐ2としたとき、その最小公倍数Ｘに相当する長さで位相が一致するならば、Ｘ／Ｐ1，Ｘ／Ｐ2はそれぞれの感光体ドラムが再び同じ位相に戻る迄に要する回転数に相当する。Ｐ1，Ｐ2が互いに約分できない整数の組ならば、Ｘ＝Ｐ1×Ｐ2となり、Ｐ1で示される比率の感光体ドラムの上記回転数はＰ2であり、Ｐ2で示される比率の感光体ドラムの上記回転数はＰ1となる。よって、Ｐ1，Ｐ2が互いに約分できない整数の組であり、かつＰ1，Ｐ2が回復指標数α以上ならば、シンクロ変動の発生回転数は自動的に回復指標数α以上となる。
【００５０】
上記の条件に合致するＰ1，Ｐ2となるように設定すれば、画像に影響するような負荷変動の発生が十分に抑制されることが期待できる。逆に、上記の条件に合致しないＰ1，Ｐ2になる設定では、必ずα以下の回転数でシンクロ変動が起きることになり、画像への影響は避け難いものとなる。
【００５１】
回復指標数αは、使用する画像形成装置の状況に合わせて任意に設定できるが、α＜10では上記シンクロ変動の抑制としてほとんど機能せず、シンクロする条件下では大きな負荷変動が発生する。よって、α＞15となるように設定されることが望ましい。αの上限の規定はないが、後に示すように駆動機構や像担持体の寸法精度などを考慮すると、αが大きいほど前記寸法精度が厳しくなるため、無為に大きな数を規定することは無意味である。
【００５２】
本実施形態では、回復指標数α＝25に対して、大きさが２種ある感光体ドラム21の一周期の長さの比率（本実施形態では外径寸法の比率に等しい）を36：29とした。このため原理上は、外径寸法が他の感光体ドラムよりも大きいブラック感光体ドラム21Ｋの回転数が29回転するまで上記シンクロ変動は発生せず、負荷変動の発生が抑制される。
【００５３】
しかしながら、ここで注意すべきは、駆動ギア列23の精度公差による周速もしくは回転周期のフレである。大きさが２種の感光体ドラム21の周速もしくは回転周期が完全に一致しているとは保証できないため、設定した感光体ドラム21の外径寸法の比率に近い別のシンクロ条件でシンクロ変動が発生する場合がある。本実施形態の比率36：29（36／29≒1.2414）では、近傍に31：25（31／25＝1.24）という別のシンクロ条件があり、想定した回転数より低い25回転でシンクロ変動が発生する場合がある。本実施形態ではこのような場合も考慮して、「回復指標数α＝25以上」の条件を満たすように、上記の36：29を決定した。感光体ドラム21の周速もしくは回転周期のフレを十分小さくできれば、別のシンクロ条件を考慮する必要はない。
【００５４】
また、感光体ドラム21の外径寸法の比率を、大きな数値の組み合わせ（例えば、97：101など）とすることも可能であるが、大きな数値であるほど、所定の感光体ドラム21の外径寸法（例えば、外径寸法φ30.0mm）を上記数値で分割した寸法精度（及びその寸法精度で規定された周速もしくは回転周期）を要求される。効果／コストを勘案して周期の比率（本実施形態では外径寸法の比率）を決める必要がある。
【００５５】
本実施形態では、同じ駆動伝達手段で駆動される４本の感光体ドラムの内、１本だけ大きさが異なるものを用いたが、大きさが異なる２本ずつの組を用いても同様の効果が得られる。更には、感光体ドラムの大きさの種数を２種に限定するものではなく、３種以上や全ての感光体ドラムの大きさを異なるものにしても本発明の主旨に反しない。
【００５６】
３種以上の大きさを異なる感光体ドラムがある場合には、周期の比率（Ｐ1，Ｐ2，Ｐ3）を大きい順に並べ、その最小公倍数Ｘを最も一周期の長さが長い感光体ドラムの比率（Ｐ1＝Ｐmax）で割って得られた整数値（Ｘ／Ｐ1＝全ての感光体ドラムが再び同じ位相に戻る迄に要する回転数）が回復指標数α以上であれば、他の長さの感光体ドラムが同位相に戻る回転数は自動的にα以上となるため、シンクロ変動は発生せず、負荷変動による画像不良の発生が抑制される。
【００５７】
すなわち、最小公倍数がＸとなるｎ個（ｎ≧３）の整数の組（Ｐ1，Ｐ2，…Ｐn）の中で最大の数をＰmaxとしたとき、所定の回復指標数αに対して、Ｘ／Ｐmax＞αとなる整数の組の集合において、周長が異なる感光体ドラムがｎ種（ｎ≧３）である場合に、前記ｎ種の感光体ドラムの各周期Ｌi／Ｖi（sec）（1≦ｉ≦ｎ）の比で表される整数の組（Ｌ1／Ｖ1，Ｌ2／Ｖ2，…Ｌn／Ｖn）が、上記整数の組（Ｐ1，Ｐ2，…Ｐn）に対応するように、Ｖi，Ｌiを設定すればシンクロ変動は発生せず、負荷変動による画像不良の発生が抑制される。
【００５８】
また、３種以上の大きさが異なる感光体ドラムがある場合では、２種の感光体ドラムがある場合に比べて選択できる一周期の長さの比率の自由度が高くなり、２種の感光体ドラムではシンクロする周期が小さく選択できない比率でも選択が可能になる。例えば、３種の感光体ドラムの一周期の長さの比率を18：16：15に設定した場合では、その最小公倍数Ｘは720，Ｘ／Ｐ1＝40となり、先に述べた「回復指標数α＝25以上」の条件を容易に満たすことができる。
【００５９】
選択できる長さの比率の自由度が高くなるのは、ある組み合わせの感光体ドラムの位相が揃っても、その組み合わせ以外の感光体ドラムが制動機構として機能しているためである。また、駆動ギア列23の精度公差による周速もしくは回転周期のフレによって発生する別のシンクロ条件による影響も、上記のごとく別の１種の感光体ドラムが制動機構として機能しているため、発生確率が激減してほとんど考慮する必要は無くなる。上記のように、３種以上の周期の異なる感光体ドラムがある場合では、周期が異なる２種の感光体ドラムがある場合と同等以上の効果を上げることができる。
【００６０】
〔第２実施形態〕
次に本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本実施形態の画像形成装置を示す概略構成図で、基本的に従来例の画像形成装置と同じである。したがって、同一機能を有する部材には同一符号を付して、構成及び動作の詳細な説明は省略する。また、本実施形態の感光体ドラム駆動手段の概略構成は、図２とほぼ同様なため、図２を流用して説明する。
【００６１】
本実施形態の構成が従来例と異なる部分は、感光体ドラムに接触する接触部材としてクリーニングブレード７の代わりにクリーニングローラ24が配されていることである。
【００６２】
本実施形態では、全ての感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃ，21Ｋの外径寸法はφ24.00（mm）（周長Ｌ1＝Ｌ2≒75.40mm）とし、ブラックの感光体ドラム21Ｋのみ異なる周速度で回転する場合を示す。
【００６３】
本実施形態は、前述した第１実施形態と同様に、全ての感光体を駆動源たる駆動モータ22で動かす「１モータ方式」を採用している。駆動モータ22は駆動ギア23ａと同軸となるよう直結され、感光体ドラム21Ｋ，21Ｃ，21Ｍ，21Ｙは、各々ドラム駆動ギア23ｃ，23ｅ，23ｇ，23ｉと同軸となるよう直結されている。前記各ドラム駆動ギアと駆動ギア23ａとは、アイドラギア23ｂ，23ｄ，23ｆ，23ｈで連結され、駆動モータ22の駆動力が順次伝達されるように構成されている。
【００６４】
本実施形態では、印刷スピード（転写ベルト５の進行速度）75（mm/s）に対してブラックの感光体ドラム21Ｋの周速Ｖ1を約＋2.5％のＶ1＝76.88（mm/s）、他の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの周速Ｖ2を約＋0.5％のＶ2＝75.38（mm/s）となるように、上記の駆動ギア列23の各ギアの大きさ、歯数を調整することで設定した。上記の設定を周期の比に直すと51：50（＝１／Ｖ1：１／Ｖ2）となる。本実施形態のクリーニングローラ24Ｙ，24Ｍ，24Ｃ，24Ｋによる感光体ドラム21Ｋ，21Ｃ，21Ｍ，21Ｙの停止時接触域Ａの幅は、ブラックの感光体ドラム21Ｋの幅Ｗ1、他の感光体ドラム21Ｃ，21Ｍ，21Ｙの幅Ｗ2ともに1.3（mm）（＝Ｗ1＝Ｗ2）である。
【００６５】
次に本実施形態における感光体ドラムの動作を、図６(a)〜(e)を用いて詳述する。図６(a)は、画像形成動作停止時（待機時）におけるイエローの感光体ドラム21Ｙとクリーニングローラ24Ｙ，ブラックの感光体ドラム21Ｋとクリーニングローラ24Ｋのそれぞれの接触部分を拡大して表示したものである。マゼンタ及びシアンの感光体ドラム21Ｍ，21Ｃについてはイエロー感光体ドラム21Ｙと同様なので省略する。停止時の基準位置としてそれぞれの停止時接触域ＡＹ，ＡＫの中央を採った。
【００６６】
図６(b)は、周速の早いブラック感光体ドラム21Ｋが１周する直前の時点における状態を示したものである。停止時接触域ＡＫの先端部がクリーニングローラ24Ｋと接触するのは、回転開始から（Ｌ1−Ｗ1／２）／Ｖ1（sec）の時点である。第１実施形態のごとく、ブラック感光体ドラム21Ｋの停止時接触域ＡＫは他の領域に比べ摩擦抵抗μが低いため駆動負荷変動が発生するが、このとき他の感光体ドラム21Ｃ，21Ｍ，21Ｙの停止接触領域がクリーニングローラと接触していないため、変動に対する制動効果を表し、負荷変動が抑制される。
【００６７】
図６(c)は、ブラック感光体ドラム21Ｋが１周し、停止時接触域ＡＫの後端部がクリーニングローラ24Ｋから離れる時点における状態を示したものである。これは、回転開始から（Ｌ1＋Ｗ1／２）／Ｖ1（sec）の時点である。このときイエロー感光体ドラム21Ｙの停止時接触域ＡＹはまだクリーニングローラ24Ｙに接触していない。
【００６８】
図６(d)は、イエロー感光体ドラム21Ｙの停止時接触域ＡＹが、クリーニングローラ24Ｙに接触した時点における状態を示したものである。これは、回転開始から（Ｌ2−Ｗ2／２）／Ｖ2（sec）の時点である。このとき、ブラック感光体ドラム21Ｋの停止時接触域ＡＫは既にクリーニングローラ24Ｋから外れている。従って、前述した第１実施形態のときと同様に、感光体ドラム21Ｃ，21Ｍ，21Ｙで駆動負荷変動が発生するが、ブラック感光体ドラム21Ｋによって負荷変動が抑制される。
【００６９】
上記では、印刷スピードに対してブラック感光体ドラム21Ｋの周速Ｖ1を約＋2.5％、他の感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃの周速Ｖ2を約＋0.5％、Ｖ2に対するＶ1は約＋2.0％となるように設定したが、ブラック感光体ドラム21Ｋの周速Ｖ1の周速をＶ2に対して約＋1.5％（印刷スピードに対して約＋1.5％）とすると、図６(e)に示すごとく、クリーニングローラ24Ｋがまだブラック感光体ドラム21Ｋの停止時接触域ＡＫから外れていない状態で、感光体ドラム21Ｙの停止時接触域ＡＹがクリーニングローラ24Ｙに接触する。これは、ブラック感光体ドラム21Ｋの負荷変動に対する他の感光体ドラム21Ｃ，21Ｍ，21Ｙの抑制効果が働かなくなることを意味し、画質に影響する負荷変動が発生する。
【００７０】
上記から、回転開始からの時間を基準とすれば、ブラック感光体ドラム21Ｋの停止時接触域ＡＫの後端部がクリーニングローラ24Ｋから離れる時点（Ｌ1＋Ｗ1／２）／Ｖ1（sec）より、イエロー感光体ドラム21Ｙの停止時接触域ＡＹがクリーニングローラ24Ｙに接触する時点（Ｌ2−Ｗ2／２）／Ｖ2（sec）が遅ければよいことがわかる。
【００７１】
したがって、（Ｌ1＋Ｗ1／２）／Ｖ1＜（Ｌ2−Ｗ2／２）／Ｖ2を満たす必要がある。感光体ドラム21Ｙ，21Ｍ，21Ｃとブラック感光体ドラム21Ｋの立場を換えても同様のことが成り立つ必要があるため、（Ｌ2＋Ｗ2／２）／Ｖ2＜（Ｌ1−Ｗ1／２）／Ｖ1も満たす必要もある。このことから、
【００７２】
（Ｗ1／Ｖ1＋Ｗ2／Ｖ2）／２＜｜Ｌ1／Ｖ1−Ｌ2／Ｖ2｜
【００７３】
が制動効果を得る周期条件として必要とされる。
【００７４】
上記の条件は、第１実施形態の場合も適応される。特に、周長もしくは周速の差分を小さく設定する場合に注意を要する。特に本実施形態のように、感光体ドラムの周速差のみで上述の制動効果を得ようとする場合は、感光体ドラムの速度を印刷スピード（転写ベルト５の進行速度）に対して許容可能な速度差の範囲内（通常は±３%程度）で行わなければならない制約があり、感光体ドラムの周速差を上記周期条件を満たすように設定することが難しい場合がある。
【００７５】
なお、第１実施形態では感光体ドラムの周長のみを、第２実施形態では感光体ドラムの周速のみを変更した例を示したが、もちろん周長と周速を共に変更したものを適宜用いることが望ましい。
【００７６】
上記周期条件を周長、周速を変更した３種以上の感光体ドラムを用いる場合に一般化すると、ｎ種の像担持体のうち、いずれか２つの組み合わせの周長がＬi（mm），Ｌj（mm）、表面移動速度がＶi（mm/s），Ｖj（mm/s）であり、この像担持体表面に圧接された接触部材の接触部分の幅がＷi（mm），Ｗj（mm）（１≦ｉ≦ｎ、１≦ｊ≦ｎ、ｉ≠ｊ）で示されるとき少なくとも１つの組の組み合わせが、以下の式を満たすように設定される必要がある。
【００７７】
（Ｗi／Ｖj＋Ｗi／Ｖj）／２＜｜Ｌi／Ｖi−Ｌj／Ｖj｜
【００７８】
上記のように設定することにより、シンクロ変動は発生せず、負荷変動による画像不良の発生が抑制される。
【００７９】
〔他の実施形態〕
前述した第１実施形態ではブラック感光体ドラムと他の感光体ドラムとの周長を異ならせ、また第２実施形態では表面移動速度を異ならせることにより、複数の感光体ドラムの全てが同一の周期で回動しないようにしたが、いずれか一方のみならず、少なくとも１つの感光体ドラムの周長と表面移動速度の双方を他の感光体ドラムに対して異ならせることにより、複数の感光体ドラムの全てが同一の周期で回動しないようにしてもよい。
【００８０】
また、本発明では像担持体は前述した実施形態で示した感光体ドラムに限定されない。例えば、同じ駆動伝達手段で駆動されるならば、複数本のローラに懸架される感光体ベルトなどでもよい。
【００８１】
また、同じ駆動伝達手段で駆動される像担持体が複数あるならば、その数に限定されない。例えば、イエロー，マゼンタ，シアンの彩色トナーを担持する像担持体を１つのモータで駆動し、ブラックトナーを担持する像担持体を別のモータで駆動させる「複数モータ方式」でも、イエロー，マゼンタ，シアンの彩色トナーを担持する像担持体の内、少なくとも一つの像担持体の周期を異なるものにすることで同様の効果が得られる。もちろん、駆動源と駆動される像担持体の組み合わせが上記以外の構成であっても本発明の主旨に反しない。
【００８２】
また、画像形成装置のメンテナンスを容易にするため、前記の像担持体と、像担持体に駆動を伝達する駆動伝達手段の一部とをまとめて、画像形成装置から脱着可能に構成されたプロセスユニットとしてもよい。前記プロセスユニットには、像担持体及び駆動伝達手段のほかに、クリーニングブレードや帯電ローラなどを付加して構成してもよい。更には上記に現像装置などを一体化してもよい。また、前記プロセスユニットは一つの像担持体を中心に使用される色毎に構成されても、複数の像担持体をまとめる形で構成されてもよい。画像形成装置に設置された時に、上述してきたような駆動条件を満たせる像担持体及び駆動伝達手段の一部を含む構成ならば、プロセスユニットを構成する要素，組み合わせは限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係る駆動伝達手段の概略図である。
【図３】第１実施形態に係る像担持体とクリーニングブレードの概略位置関係図である。
【図４】第１実施形態に係る表面速度変位の説明図である。
【図５】第２実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図６】第２実施形態に係る像担持体とクリーニングローラの概略位置関係図である。
【図７】従来例に係る画像形成装置の概略構成図である。
【図８】従来例に係る駆動伝達方式の説明図である。
【符号の説明】
【００８４】
１    …装置本体
３    …帯電ローラ
４    …現像装置
５    …中間転写ベルト
６    …一次転写ローラ
７    …クリーニングブレード
８    …クリーニング手段
９    …ピックアップローラ
10    …転写材
11    …二次転写ローラ
12    …転写ベルトクリーニング手段
13    …搬送ベルト
14    …定着装置
15    …レーザースキャナ
16    …画像形成ユニット
21    …感光体ドラム
22    …駆動モータ
23ａ〜23ｉ …ギア
24    …クリーニングローラ
【図１】
2005157170.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005157170.tif 000005
【図４】
2005157170.tif 000006
【図５】
2005157170.tif 000007
【図６】
2005157170.tif 000008
【図７】
2005157170.tif 000009
【図８】
2005157170.tif 000010